DOE finanziert neun langfristige Energiespeichertechnologien

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Die Energiespeicherung im Versorgungsmaßstab ist ein wesentlicher Bestandteil der Revolution der sauberen Energie. Es gibt einen entscheidenden Unterschied zwischen der thermischen Stromerzeugung und der Stromerzeugung aus Wind und Sonne. Ein Thermogenerator kann so lange laufen, wie Brennstoff zum Verbrennen vorhanden ist. Der Nachteil ist, dass der Preis dieses Kraftstoffs variieren kann. Wenn es teurer wird, steigt auch der erzeugte Strom.

Mit Wind und Sonne wird erneuerbarer Strom erzeugt, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint. Benötigt wird eine Möglichkeit, einen Teil des Stroms für den späteren Gebrauch zu speichern. Hier kommen Großbatterien ins Spiel. Sie erfreuen sich in den letzten Jahren großer Beliebtheit. Im Jahr 2020 verfügte Kalifornien über 500 MW Batteriespeicher. Heute verfügt es über 5.000 MW, was fast 8 % der Nennkapazität des Staates entspricht Unabhängiger Systembetreiber in Kalifornien.

Das sind wundervolle Neuigkeiten. Tagsüber fließt reichlich Sonnenenergie in diese Batterien und wird am Nachmittag und frühen Abend wieder abgegeben, um das Licht nach Sonnenuntergang am Laufen zu halten. Es gibt jedoch einen Nachteil. Die meisten Energiespeicher im Netzmaßstab basieren auf Lithium-Ionen-Batterien, die das Netz nur für 2 bis 4 Stunden mit Strom versorgen können. Danach liegt die Last, das Netz mit Strom zu versorgen, wieder bei den traditionellen Quellen – Wärme, Kernkraft und Wasserkraft.

Zuschüsse für langfristige Energiespeicherung

Am 23. September 2023 gab das US-Energieministerium bekannt, dass es neun Vorschläge für Langzeit-Energiespeicher-Testprojekte ausgewählt hat. Diese neun werden sich insgesamt 325 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln teilen, um ihnen zu helfen, ihre Rentabilität nachzuweisen. Das Energieministerium definiert Langzeitspeicher als alles, was 10 Stunden oder länger Strom ins Netz zurückspeisen kann. Das Geld stammt hauptsächlich aus dem überparteilichen Infrastrukturgesetz, einer der wichtigsten Errungenschaften der Biden-Regierung.

Das Energieministerium betrachtet die Langzeitspeicherung als einen wesentlichen Bestandteil, um Wind- und Solarenergie zu einer zuverlässigen Energiequelle rund um die Uhr zu machen. Ziel ist es, die Kosten für die Langzeitspeicherung bis zum Ende dieses Jahrzehnts um 90 % zu senken, was es zu einem kostengünstigen Instrument für das kohlenstoffarme Netz der Zukunft machen würde.

Viele der Technologien befinden sich seit Jahren, wenn nicht Jahrzehnten in der Entwicklung. Doch Energieversorger und Privatinvestoren haben ihr Geld nur langsam in langlebige Technologien gesteckt, die nicht bewiesen haben, dass sie in großem Maßstab funktionieren.

Die DOE-Auszeichnungen signalisieren, dass das ​„technologische Kraftpaket“ der DOE-Wissenschaftler und -Forscher diese Technologien unter die Lupe genommen und für investitionswürdig befunden hat, sagte David Crane, Unterstaatssekretär für Infrastruktur, in einem Interview mit Kanarische Medien.

Er nannte die Auszeichnungen ein „Good DOE Housekeeping-Gütesiegel“ für neuartige Aufbewahrungsformen. „Diese Projekte wurden nach einem umfassenden – und ich meine umfassenden – internen Überprüfungsprozess ausgewählt“, sagte Crane, der das Office of Clean Energy Demonstrations leitet. ​„Wenn wir es unterstützen, ist das ein gutes Zeichen.“

Zwei der Gewinner, ReJoule Und Smartville, erhielt Fördermittel für die Wiederverwendung gebrauchter Elektroautobatterien für eine stabile Stromversorgung in einkommensschwachen Gemeinden. Andere nutzen elektrochemische Ansätze, die Vorteile gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien versprechen.

Städtische Elektrizität wird seine Zink-Mangandioxid-Batterien in New York testen. Fünf ländliche Elektrizitätsgenossenschaften werden Vanadium-Flow-Batterien ausprobieren Unendlichkeit. Zinkbromidbatterien werden ein Kinderkrankenhaus in Madera, Kalifornien, mit Notstrom versorgen. NextEra-Energieressourcen wird die von gelieferten Zinkbromid-Batterien testen Eos-Energiespeicher in Wisconsin und Oregon. Eos hat kürzlich vom Energieministerium eine Kreditgarantie in Höhe von 400 Millionen US-Dollar erhalten.

Die abgelegene Gemeinde Healy, Alaska, wird mit Hilfe eines ​„Pumpwärmespeichersystems“ des Altunternehmens Westinghouse von Kohlekraft auf erneuerbare Energien umsteigen Echogen.

Energy Dome kommt nach Amerika

Italienisches Startup Energiekuppel erhielt die Finanzierung für sein erstes US-Projekt für drei der größten Versorgungsunternehmen Wisconsins. CleanTechnica berichtete letztes Jahr über Energy Dome. Sein CEO und Erfinder Claudio Spadacini sagt, es handele sich um ein geschlossenes System, das überschüssige erneuerbare Energie nutzt, um Kohlendioxid zu komprimieren, bis es zu einer Flüssigkeit kondensiert. Die bei dieser Kompression entstehende Wärme wird aufgefangen und gespeichert, um sie später wieder zu nutzen.

Wenn es an der Zeit ist, die Energie abzugeben, wird die gespeicherte Wärme verwendet, um das flüssige Kohlendioxid zu verdampfen, das sich dann wieder in ein Gas verwandelt, das auf dem Weg zur Kuppel eine Turbine antreibt. Das System benötigt lediglich Stahl, Kohlendioxid und etwas Wasser. Durch das geschlossene Kreislaufsystem entstehen keine Emissionen.

„Ironischerweise verwenden wir CO₂, damit unser System funktioniert“, sagt Spadacini und fügt hinzu, dass es nur benötigt wird, um das System anzukurbeln, das auf eine Lebensdauer von rund 30 Jahren ausgelegt ist. „Unser System ist vollständig geschlossen. Wir fügen der Atmosphäre keine Emissionen hinzu. Es handelt sich lediglich um eine Blackbox, die den überschüssigen Strom aufladen kann, wenn dieser im Überfluss vorhanden ist.“

„Die CO₂-Batterie ist vollständig nachhaltig und vollständig recycelbar“, sagt er. „Für die Herstellung der CO₂-Batterie verwenden wir lediglich Stahl und zum Befüllen unseres Wassertanks verwenden wir nur einmal Wasser. Wir verbrauchen während des Betriebs der CO₂-Batterie kein Wasser und verbrauchen lediglich eine kleine Menge CO₂, um die Batterie zu Beginn aufzuladen, ohne dass während des Betriebs CO₂ verbraucht wird.“

Form Energy vervollständigt die Liste

Zu guter Letzt gewann Form Energy die einzige Auszeichnung für Speicher, die mehrere Tage am Stück entladen können. Das Unternehmen wird seine Eisen-Luft-Batterien in stillgelegten Kohlekraftwerken des Energieversorgers Xcel Energy in Colorado und Minnesota installieren.

Die Xcel-Partnerschaft wurde im Januar bekannt gegeben und erhält nun die nötige finanzielle Unterstützung. Forscher des Argonne National Lab werden „die technischen und sozialen Auswirkungen des Projekts messen, bewerten und validieren.“ Form gewann diese Woche separat zusammen mit Eos einen Vertrag mit dem Energieversorger Dominion Energy aus Virginia.

Form Energy wird von Mateo Jaramillo geleitet, der Tesla vor einigen Jahren verlassen hat, um das Unternehmen zu leiten, das eines von vielen MIT-Spinoffs ist, die vom Serienunternehmer Yet-Ming Chiang gegründet wurden. Wir haben kürzlich über ein weiteres Start-up aus Chiangs fruchtbarem Gehirn, Sublime Systems, berichtet, das mithilfe von Elektrizität nahezu emissionsfreien Zement bei Raumtemperatur herstellt.

Bundesdollar härter arbeiten lassen

Das überparteiliche Infrastrukturgesetz sieht eine 50/50-Kostenbeteiligung für diese Projekte vor, was bedeutet, dass das DOE nur die Hälfte finanziert. Aber Crane sagte, das DOE sei in der Lage gewesen, die Steuergelder noch weiter auszuschöpfen. Nach der Verteilung der 325 Millionen US-Dollar wird privates Kapital den Rest des für den Bau all dieser Projekte erforderlichen Geldes bereitstellen. Es wird erwartet, dass die endgültige Gesamtsumme bei knapp 800 Millionen US-Dollar liegen wird.

Auf die Frage, welche der Technologien seiner Meinung nach am vielversprechendsten sei, sagte Crane schüchtern: „Ich bin ein ökumenischer Typ.“ Ich liebe alle neun Projekte und wir werden sie alle mit großem Eifer verfolgen.“ Das ultimative Ziel besteht darin, das, was diese Unternehmen in ihren Laboren erreicht haben, in der Praxis nachbilden zu können.

Die staatliche Förderung soll dazu dienen, Technologien zu nutzen, die noch keine breite kommerzielle Akzeptanz gefunden haben, und Privatinvestoren sowie Regulierungsbehörden von Versorgungsunternehmen davon zu überzeugen, dass es sich um vertrauenswürdige Investitionen handelt, die so funktionieren, wie sie sollen. Wenn das gelingt, werden Versorgungsunternehmen in naher Zukunft weitere dieser Projekte grünes Licht geben.

Zunächst müssen die Antragsteller die Verhandlungen mit dem Energieministerium abschließen, um die Vergabe abzuschließen. Dann müssen sie ihre durch Zuschüsse finanzierten Projekte tatsächlich bauen, und das Energieministerium sagt, dass die Genehmigung, Planung und der Bau vier bis fünf Jahre dauern könnten. Crane klang hungrig danach, so viel wie möglich früher zu erledigen.

„Meine persönliche Mission beim DOE ist es, eine schnelle Haltung einzunehmen“, sagte Crane. ​„Wenn ein Unternehmen sagt, dass es schneller vorankommen kann, werden wir viel Zeit darauf verwenden, sicherzustellen, dass wir es nicht ausbremsen.“ Im Idealfall könne angesichts der intensiven Überprüfung durch die nationalen Labore eine Welle von Folgeprojekten, die diese Technologien nutzen, ins Rollen kommen, noch bevor die erste Welle gebaut ist, fügte er hinzu.

Das wegnehmen

Diese Art von Investitionen sind genau das, was Amerika braucht, um seine Treibhausgasemissionen zu reduzieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass in Zukunft jeder Zugang zu zuverlässigem, abrufbarem, emissionsfreiem Strom hat. Es handelt sich auch um genau die Art von Regierungsmaßnahmen, die Rechtsextremisten wie der lächerlicherweise falsch benannte „Freedom Caucus“ im Repräsentantenhaus und Präsidentschaftskandidaten wie Ron DeSantis abschaffen wollen, damit die Öl- und Gaskonzerne weiterhin ihre tödlichen Produkte verkaufen können zur Öffentlichkeit,

In etwas mehr als einem Jahr wird das amerikanische Volk die Wahl haben, ob es mutig in die Zukunft geht oder zu einem Amerika zurückkehrt, das im letzten Jahrhundert feststeckt. Wahlen sind wichtig, und die Wahl 2024 wird die Wähler vor eine schwierige Wahl stellen. Es ist noch nicht zu früh, mit der Planung zu beginnen, wie Sie und die Menschen in Ihrem Einflussbereich ihre Stimme abgeben.

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